Leptospermone is a chemical compound (a β-triketone) produced by some members of the myrtle family (Myrtaceae), such as Callistemon citrinus (Lemon Bottlebrush), a shrub native to Australia, and Leptospermum scoparium (Manuka), a New Zealand tree from which it gets its name.[1] Modification of this allelopathic chemical to produce mesotrione led to the commercialization of derivative compounds as HPPD inhibitorherbicides.
History
Leptospermone was first identified in 1927 and was extracted from a variety of plants in 1965, 1966 and 1968. It was first identified as a chemical in Callistemon citrinus in California in 1977. A biologist at the Western Research Centre of Stauffer Chemical Company noticed that very few plants grew under Callistemon citrinus bushes. After taking soil samples and creating an array of extracts, one was identified as an herbicide. While it did have herbicidal effects, the rate required for sufficient coverage was too high to be of practical use.[2]
Leptospermone was optimized into thousands of compounds. Several were extremely effective but were too toxic, environmentally persistent or not selective enough. There are now several members of the triketone class of HPPD inhibitor herbicides on the market.[3][4]
Synthesis
Leptospermone can be synthesized from phloroglucinol by a reaction with 3-methylbutanenitrile (isovaleronitrile) in the presence of a zinc chloride catalyst. Phloroisovalerone imine is produced which is then alkylated with iodomethane after initial treatment with sodium ethoxide and methanol to produce an intermediate which is treated with aqueous hydrochloric acid resulting in isovaleroylsyncarpic acid (leptospermone).[5]
Bioquímicamente, las plantas adoptan un enfoque diferente . A pesar de que la síntesis bioquímica no se ha investigado específicamente, está claro que la leptospermona no es un terpeno oxidado (o específicamente un sesquiterpeno , es decir, C 15 ), ya que la ciclación del pirofosfato de farnesilo no puede producir dos carbonos dimetilados separados por un solo carbono, ni esto sería consistente con la aparición natural de compuestos similares con diferentes cadenas laterales ceto-arílicas en los miembros de Myrtaceae ( por ejemplo, flavesona, papuanona, isoleptospermona y grandiflorona [ 1 ] ). El floroglucinol se biosintetiza en un solo paso a partir de malonil-CoA [ 6 ] y podría ser el intermediario, pero pueden ser posibles otras rutas de biosíntesis, como a través de isobutiril-CoA , el resultado de la condensación descarboxilativa de cetoisovalerato (forma cetónica de valina ) (cf. policétidos ).
Usos
La leptospermona fue el modelo para el compuesto mesotriona , que tiene el nombre comercial Callisto , un herbicida de Syngenta . [ 4 ]
Referencias
- 1 2 van Klink JW, Brophy JJ, Perry NB, Weavers RT (1999). "β-Tricetonas de Myrtaceae: Isoleptospermona de Leptospermum scoparium y Papuanona de Corymbia dallachiana ". J Nat Prod . 62 (3): 487– 9. doi : 10.1021/np980350n . PMID 10096865 .
- ↑ Beaudegnies R, Edmunds AJ, Fraser TE, Hall RG, Hawkes TR, Mitchell G, Schaetzer J, Wendeborn S, Wibley J (2009). "Inhibidores herbicidas de la dioxigenasa de 4-hidroxifenilpiruvato: una revisión de la historia de la química de las tricetonas desde la perspectiva de Syngenta". Bioorg Med Chem . 17 (12): 4134– 52. doi : 10.1016/j.bmc.2009.03.015 . PMID 19349184 .
- ↑ van Almsick A (2009). "Nuevos inhibidores de HPPD: un modo de acción probado como una nueva esperanza para resolver los problemas actuales de malezas". Perspectivas sobre el manejo de plagas . 20 (1): 27– 30. doi : 10.1564/20feb09 . ISSN 1743-1026 .
- 1 2 Cornes D (2005). "Callisto: un herbicida para maíz muy exitoso inspirado en la aleloquímica" . Cuarto Congreso Mundial sobre Alelopatía . The Regional Institute Ltd.
- ↑ Knudsen CG, Lee DL, Michaely WJ, Chin HL, Nguyen NH, Rusay RJ, Cromartie TH, Gray R, Lake BH, Fraser TE, Cartwright D (2000). "Descubrimiento de la clase de tricetonas de herbicidas inhibidores de HPPD y su relación con las β-tricetonas de origen natural". En Narwal SS, Hoagland RE, Dilday RH, Reigosa MJ (eds.). Alelopatía en la agricultura y silvicultura ecológicas . Springer. pp. 101–11 . doi : 10.1007/978-94-011-4173-4_7 . ISBN 978-94-010-5817-9.
- ^ Achkar J, Xian M, Zhao H, Frost JW (2005). "Biosíntesis de floroglucinol". J Am Chem Soc . 127 (15): 5332– 3. doi : 10.1021/ja042340g . PMID 15826166 .
- Herbicidas
- Tetracetonas